¿Cuál es la actividad de las neuronas producida por la terapia TMS repetitiva?

Ciencia e Investigación

Actividad de las Neuronas por TMS Repetitiva

Alguna vez se ha cuestionado, ¿qué es lo que sucede en el cerebro tras la aplicación de pulsos magnéticos por medio de la TMS?

Ciertamente, una gran cantidad de científicos se han hecho esta misma pregunta y para resolverla se han desarrollado un gran número de experimentos. Sin embargo, para poder visualizar los cambios dinámicos que propicia la TMS en las neuronas corticales, es necesario contar con artefactos cuyas lecturas no se vean afectadas por los pulsos magnéticos (y por ende los campos eléctricos inducidos). De esta forma, los ensayos realizados con encefalografía (EEG), resonancia magnética funcional (fMRI) o la imagen óptica de señales intrínsecas, han resultado en la obtención de señales llenas de ruido causado por dicho efecto.

Para resolver este problema, un grupo de investigadores alemanes, desarrolló una molécula sensible a los cambios de voltaje (MSV) la cual al censar un cambio en el potencial eléctrico de la membrana celular en las neuronas, emite una luz fluorescente que puede ser detectada por medio de una cámara de fluorescencia. La preparación del experimento consistió en anestesiar a gatos y realizar una cirugía en su cabeza que permitiera la exposición de la corteza cerebral a nivel del cortex visual y en inyectar la MSV en dicha zona. La cámara para la grabación del experimento y la cámara de detección de fluorescencia fueron fabricadas con materiales aislantes tales como polioximetileno y polieter étercetona.

Finalmente, se grabó la emisión de luz fluorescente tras la aplicación de un pulso magnético de bajas frecuencias (0.15 Hz) y pulsos repetidos a altas frecuencias (10 Hz) con TMS (figura 1A). El análisis de los resultados mostró que la aplicación de un pulso de TMS propicia una leve excitación en las neuronas, seguido por un período de 300 milisegundos de supresión de actividad (color azul, figura 2B) hasta que se restablece la actividad a niveles basales. Por otro lado, la aplicación de pulsos magnéticos repetidos, propicia un periodo menor de supresión (menor a 100 milisegundos, color azul), pero cada pulso descargado, propicia que la actividad de las neuronas incremente gradualmente (color rojo figura 2B).

Esto se traduce en que la actividad de las neuronas que reciben TMS repetitiva de 10 Hz tiene un efecto de facilitación mientras que un único pulso tiene un efecto breve de inhibición (figura 2C). Estos hallazgos son de suma importancia para elucidar el mecanismo preciso por el cual la TMS genera los efectos fisiológicos conocidos como modificar la plasticidad cerebral y modificar la concentración de los neurotransmisores.

neuronas
Figura 2. Medición de la dinámica de las neuronas causada por pulsos magnéticos emitidos por TMS. A) Ajuste de la cámara de grabación y la cámara de detección de luz fluorescente sobre la bobina de estimulación para la detección de la actividad cortical por medio de una molécula sensible a voltaje. B) Actividad neuronal tras la aplicación de un pulso magnético y 5 pulsos a 10 Hz con TMS. Las flechas rojas indican el inicio de cada pulso, el transcurrir del tiempo se muestra al centro de las imágenes. Nótese que con la aplicación de 5 pulsos permite que la actividad neuronal incremente (color rojo) progresivamente mientras que un sólo pulso causa la supresión de la actividad (color azul). C) Gráfica de la actividad inducida por la TMS respecto al tiempo. La aplicación de cada pulso a 10 Hz ocasiona que la actividad incremente constantemente.

Fuentes Consultadas

[2] Kozyrev, V., Eysel, U. T., & Jancke, D. (2014). Voltage-sensitive dye imaging of transcranial magnetic stimulation-induced intracortical dynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(37), 13553–13558.


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